Satiksmes pārvaldīšana strauji augošās pilsētās joprojām ir viena no lielākajām izaicinājumiem pilsētu plānotājiem visā pasaulē. Laķes signāla gaismām un citām tīkla vadības sistēmām ir izšķiroša nozīme, lai novērstu pilsētu haosu, tomēr jaunu satiksmes pārvaldības algoritmu efektivitātes pārbaude ir palikusi laikietilpīga un resursu intensīva uzdevums. Sākot ar gudrāku pilsētu mobilitāti, Indijas Tehnoloģiju institūta (IIT) bombajs, sadarbībā ar Austrālijas Monasas universitāti, ir izstrādājuši skaitļošanas ziņā efektīvu matemātisko sistēmu, lai novērtētu decentralizēto trafika kontroles politiku, izmantojot mazāk skaitļošanas resursu-tas, kā viņi uzskata, varētu paātrināt nākamās ģenētiskās inteliģentās satiksmes sistēmu plānošanu.
Pētījums, kuru vadīja Namrata Gupta, šobrīd pēcdoktorantūras pētnieks Universitātes Gustave Eifelā, Lionā, Francijā, un agrāk kopīgs doktora grāds. Students IIT Bombay-Monash universitātes programmā, kad tika veikts pētījums, kā arī profesors Gopāls R. Patils no IIT Bombay un profesors Hai L. Vu no Monasas universitātes, ierosina uz tīklu balstītu sistēmu, lai pārvarētu esošo vērtēšanas platformu ierobežojumus.
Tradicionāli satiksmes signāla kontroles (TSC) algoritmi tiek pārbaudīti, izmantojot detalizētas mikroskopiskas simulācijas. Šīs platformas bagātīgi uztver transportlīdzekļa un transportlīdzekļa mijiedarbību, bet ir skaitļošanas ziņā dārgas, liekot pētniekiem ierobežot savus eksperimentus tikai ar nedaudzām scenārijiem. Turpretī jaunajā sistēmā tiek izmantota vienkāršota matemātiskā abstrakcija, lai ātri analizētu vairākas satiksmes politikas, palīdzot pētniekiem novērtēt, kā tās varētu darboties dažādos apstākļos.
Runājot ar HinduGupta kundze paskaidroja, ka standartizētu etalonu trūkums šajā jomā bija viena no galvenajām darba motivācijām. “Likvidēšanas signālu kontrolieru attīstība ir aktīva pētniecības joma, un pēdējos gados ir parādījušies vairāki jauni algoritmi. Bet joprojām nav universālu etalonu, kas novērtētu un salīdzinātu šos algoritmus,” viņa sacīja. “Mēs uzskatām, ka vienkāršas abstrakcijas, piemēram, divu binu modelis, kuru ierosinājis Dr. Karloss F. Daganzo grupa UC Berkeley, var nodrošināt zemu izmaksu, matemātiski izsekojamu platformu algoritmu pārbaude Sumo. ”
Rāmja centrā ir divu bin modelis, kas ceļus grupās divās plašās kategorijās-ziemeļu-dienvidu un austrumu-rietumu-un matemātiski atspoguļo transportlīdzekļu kustību starp tām. Šī pieeja izmanto parastos diferenciālvienādojumus, lai uztvertu satiksmes plūsmas dinamiku un iegūtu makroskopisko fundamentālo diagrammu – rīku, kas saista galvenos mainīgos, piemēram, transportlīdzekļa blīvumu, ātrumu un caurlaidspēju visā ceļu tīklā. Izmantojot šo abstrakciju, pētnieki var novērtēt satiksmes veiktspēju, modelējot katru transportlīdzekli uz ceļa.
Pētījums iepazīstina ar diviem galvenajiem veiktspējas rādītājiem, kas veido šī ietvara pamatu. Pirmais mēra, cik efektīvi satiksmes politika novērš bloķēšanas bloķēšanu un nodrošina vienmērīgu satiksmes sadalījumu starp virzieniem. Otrais novērtē vispārējo transportlīdzekļu plūsmu tīklā, ļaujot pētniekiem noteikt, vai politika atbalsta efektīvu mobilitāti. Svarīgi ir tas, ka šie metrika nav saistīta ar īpašu kontroles metodi-tos var izmantot tradicionālajiem algoritmiem, uz AI balstītiem kontrolieriem vai mašīnmācīšanās balstītām stratēģijām, ja tos var pielāgot divu tvertņu ietvaram.
Pagaidām ietvars ir apstiprināts simulācijas vidē, nevis reālās pasaules izvietošanai. “Līdz šim mēs esam pārbaudījuši mūsu piedāvāto metriku, izmantojot divu bin abstrakciju, un apstiprinājuši tos caur PTV Vissim, kas sniedz reālāku satiksmes dinamikas attēlojumu,” sacīja Gupta kundze. Lai arī rezultāti ir daudzsološi, viņa brīdināja, ka modelis vislabāk darbojas taisnstūrveida, režģim līdzīgos ceļu izkārtojumos, piemēram, tos, kas atrodami plānotajās pilsētās, ieskaitot Chandigarh. Šajā posmā nav iespējams pielietot to tieši haotiskos, neregulāros pilsētu tīklos, piemēram, Mumbajā vai Deli. “Divu bin modelis nav paredzēts, lai modelētu pilna mēroga pilsētas tīklus,” viņa paskaidroja. “Tās reālā vērtība ir nodrošināt pētniekiem tīru matemātisko objektīvu, lai vienkāršotos apstākļos izprastu tīkla uzvedību. Sarežģītākiem, neplānotiem izkārtojumiem modelis darbojas kā etalonuzdevumu rīks, pirms mēs pārceļamies uz bagātīgāku, skaitļošanas ziņā smagu simulāciju.”
Komanda uzskata, ka ietvars varētu papildināt arī ar AI balstītām un adaptīvām satiksmes vadības sistēmām. Gupta kundze sacīja, ka viena daudzsološa izpētes joma ietver divu bin modeļa izmantošanu, lai izstrādātu skaitļošanas ziņā efektīvu apmācības vidi inteliģentiem kontrolieriem. “Uz AI balstītus satiksmes signālu kontrolierus noteikti var pārbaudīt šajā ietvarā,” viņa atzīmēja. “Nodrošinot vienkāršotu vidi, mēs varam ātrāk apmācīt šīs sistēmas un novērtēt to sniegumu, pirms tās izvietojam reālās pasaules vai augstas nozīmes simulācijas scenārijos.”
Kaut arī pētījuma tūlītēja uzmanība tiek pievērsta algoritma projektēšanas uzlabošanai, tā ilgtermiņa sekas varētu pārsniegt satiksmes pārvaldību. Efektīva signāla kontrole ir cieši saistīta ar vides rezultātiem, jo sastrēgumi, bieža apstāšanās un tukšgaita ievērojami veicina patēriņu, emisijas un piesārņojumu. “Lašpolijas signāla kontrole ir cieši saistīta ar ekoloģiskajiem faktoriem,” sacīja Gupta kundze. “Nodrošinot strukturētu veidu, kā pārbaudīt un uzlabot algoritmus, mēs veicinām vienmērīgākas satiksmes plūsmas, kas netieši samazina degvielas izšķērdēšanu un zemāku pilsētas gaisa piesārņojumu.”
Raugoties nākotnē, pētnieku mērķis ir vēl vairāk paplašināt ietvaru. Notiek darbs, lai izstrādātu trīs bin un četru bin modeļus, lai apstrādātu sarežģītākus izkārtojumus, un galu galā integrēt jauktu satiksmes sistēmas, kas ietver gājējus, velosipēdistus un sabiedriskā transporta dinamiku. “Gājēju kustību un citu transporta režīmu integrēšana ir svarīgs solis nākotnē,” atzina Gupta kundze. “Šajā posmā mūsu darbs ir vērsts uz transportlīdzekļu satiksmi, bet mēs plānojam izpētīt daudzmodālas sistēmas, attīstoties sistēmai.”
Lai arī ietvars vēl nav gatavs pašvaldību iestāžu tiešai izvietošanai, pētnieki uzskata, ka tas nosaka pamatus gudrākiem, adaptīvākiem pilsētas satiksmes risinājumiem. Nodrošinot ātrāku, lētāku veidu, kā pārbaudīt algoritmus un identificēt daudzsološas stratēģijas, pētījums piedāvā ceļu uz efektīvām, ilgtspējīgām un izturīgām satiksmes vadības sistēmām. Tā kā Indijas pilsētas cīnās ar pieaugošiem sastrēgumiem, tādi pamati kā šīs varētu palīdzēt satiksmes inženieriem, pilsētu plānotājiem un politikas veidotājiem izstrādāt labākas sistēmas pilsētu iedzīvotāju audzēšanai.
Publicēts – 2025. gada 5. septembris 04:31 IST
